ขั้นตอนการวินิจฉัยและซ่อมแซมความล้มเหลวในการโหลด/ปลดโหลดในคอมเพรสเซอร์ลมแบบสกรูที่ใช้น้ำมัน

คอมเพรสเซอร์ลมแบบสกรูที่ฉีดน้ำมันถูกใช้อย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรม เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงและการทำงานที่มั่นคง อย่างไรก็ตาม ในสภาวะการใช้งานจริง มักเกิดปัญหาความล้มเหลวในการโหลด/ปลดโหลดบ่อยครั้ง ส่งผลให้เกิดปัญหา เช่น การสตาร์ทและหยุดเครื่องบ่อยครั้ง และแรงดันอากาศที่จ่ายมีการผันผวน ปัญหาเหล่านี้ไม่เพียงแต่รบกวนความต่อเนื่องของการผลิต แต่ยังเร่งการเสื่อมสภาพของอุปกรณ์และเพิ่มการสูญเสียพลังงาน จึงจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบและหาแนวทางแก้ไขที่ตรงจุด

I. การวิเคราะห์หลักการทำงานของระบบโหลด/ปลดโหลด

(1) กลไกการโหลดแบบไดนามิก

เมื่อความดันในระบบลดลงต่ำกว่าค่าต่ำสุดที่ตั้งไว้ กลไกควบคุมความดันหรือเซ็นเซอร์วัดความดันแบบความแม่นยำสูงจะตรวจจับสัญญาณความดันได้ทันที และส่งสัญญาณให้ระบบควบคุมออกคำสั่งเปิดวาล์วดูดอากาศ เครื่องอัดอากาศจะเริ่มกระบวนการอัดอากาศ หลังจากนั้น อากาศที่ถูกอัดจะผ่านกระบวนการแยกน้ำมันกับก๊าซ ระบายความร้อน และขั้นตอนการบำบัดอื่นๆ ก่อนจะถูกส่งไปยังปลายทางที่ใช้อากาศ โดยสามารถตอบสนองความต้องการใช้อากาศในการผลิตได้อย่างแม่นยำ

(2) ตรรกะการปลดโหลดอย่างชาญฉลาด

เมื่อความดันในระบบถึงค่าสูงสุดที่กำหนดไว้ เซ็นเซอร์วัดความดันจะส่งสัญญาณตอบกลับทันที ระบบควบคุมจะสั่งปิดวาล์วดูดอากาศโดยทันที เครื่องอัดอากาศจะเปลี่ยนเข้าสู่โหมดการทำงานแบบไม่มีภาระ (no-load) — โรเตอร์ยังคงหมุนต่อไป แต่เส้นทางการดูดอากาศจะถูกปิดกั้นทั้งหมด ทำให้ยุติการผลิตอากาศอัดลง เพื่อลดการสิ้นเปลืองพลังงานขณะปฏิบัติงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

(III) ระบบควบคุมความดันแบบวงจรปิด

ด้วยการตั้งค่าขีดจำกัดบนและล่างของสวิตช์หรือเซ็นเซอร์ความดันอย่างยืดหยุ่น ระบบสามารถกำหนดช่วงความดันสำหรับการโหลดและปลดโหลดได้อย่างแม่นยำ โมเดลระดับสูงบางรุ่นมาพร้อมฟังก์ชันปรับตั้งแบบไดนามิก PID ซึ่งทำให้สามารถชดเชยความดันแบบเรียลไทม์ ส่งผลให้การเปลี่ยนแปลงของความดันจ่ายลดลงอย่างมาก และรับประกันการใช้อากาศที่มีเสถียรภาพ

II. สาเหตุหลักของความล้มเหลวในการโหลด/ปลดโหลด

(1) ความเสี่ยงของการเกิดข้อผิดพลาดในชิ้นส่วนเซ็นเซอร์

การเสื่อมสภาพและการเบี่ยงเบนของความแม่นยำ: ปรากฏการณ์ เช่น การเกิดออกไซด์ที่ขั้วสัมผัสของสวิตช์ความดัน หรือการดริฟต์ของชิปเซ็นเซอร์ อาจทำให้สัญญาณความดันที่รับเข้ามาบิดเบือน ผู้ผลิตรถยนต์รายหนึ่งเคยประสบปัญหาการดริฟต์ศูนย์ (zero-point drift) ของเซ็นเซอร์ความดัน จนทำให้คอมเพรสเซอร์ปลดโหลดก่อนที่ความดันจะลดลงถึงขีดจำกัดล่าง ส่งผลโดยตรงให้เกิดภาวะจ่ายอากาศไม่เพียงพอต่อสายการผลิต

การรบกวนจากสิ่งแวดล้อม: อุณหภูมิและความชื้นสูงเร่งการเสื่อมสภาพของเซ็นเซอร์ ฝุ่นและคราบน้ำมันที่สะสมบนพื้นผิวตรวจจับส่งผลโดยตรงให้ความไวลดลง ทำให้เกิดความล่าช้าในการส่งสัญญาณหรือการตัดสินใจผิดพลาด

(2) ความเสี่ยงของการขัดข้องของวาล์วไอดี

ปัญหาการติดขัดทางกล: ลูกสูบวาล์วไอดีอาจติดขัดได้เนื่องจากการสะสมของคาร์บอน สิ่งสกปรกอุดตัน หรือสปริงคืนตัวเสื่อมสภาพจนเกิดการแตกหัก ทำให้การทำงานของวาล์วไม่ราบรื่น ในอุตสาหกรรมสิ่งทอและการย้อมสี ความขัดข้องประเภทนี้คิดเป็น 35% ของความผิดปกติทั้งหมดที่เกี่ยวกับการโหลด/ปลดโหลดของเครื่องอัดอากาศ จึงถือเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้อุปกรณ์หยุดทำงาน

การขัดข้องของระบบควบคุมแม่เหล็กไฟฟ้า: การเสื่อมสภาพของฉนวนคอยล์แม่เหล็กไฟฟ้า หรือขั้วต่อหลวมหรือเกิดออกซิเดชัน อาจทำให้โซลินอยด์วาล์วไม่สามารถตอบสนองต่อสัญญาณควบคุมได้อย่างแม่นยำ ส่งผลให้เครื่องอัดอากาศทำงานอยู่ในสถานะโหลดต่อเนื่องหรือปลดโหลดตลอดเวลา จนสูญเสียความสามารถในการควบคุมแรงดัน

(III) แนวทางการขัดข้องของระบบควบคุม

ข้อผิดพลาดของฮาร์ดแวร์: ปัญหา เช่น โปรแกรมโมดูล PLC สูญหาย, ข้อต่อที่บัดกรีบนแผงวงจรควบคุมไม่ดี หรือขั้วต่อเกิดออกซิเดชัน อาจทำให้การส่งคำสั่งควบคุมขัดข้อง โรงงานอิเล็กทรอนิกส์แห่งหนึ่งเคยประสบกับปัญหาความผันผวนของแรงดันอย่างรุนแรงและผลผลิตลดลง เนื่องจากพอร์ตเอาต์พุตของ PLC เกิดข้อผิดพลาด จนทำให้วาล์วไอดีทำงานผิดปกติ

ข้อบกพร่องของตรรกะซอฟต์แวร์: การตั้งค่าพารามิเตอร์ในโปรแกรมควบคุมไม่เหมาะสม หรือข้อบกพร่องในอัลกอริธึมการควบคุมการโหลด/ปลดโหลด อาจทำให้การประเมินค่าแรงดันเกณฑ์ผิดพลาด ส่งผลให้จังหวะการโหลด/ปลดโหลดไม่ตรงกัน

(IV) การสูญเสียเนื่องจากการรั่วของท่อ

การล้มเหลวของระบบปิดผนึก: ปะเก็นแปลนเก่า ข้อต่อเกลียวหลวม หรือซีลเสียหาย อาจทำให้อากาศอัดรั่วออกมาอย่างต่อเนื่อง สถิติในอุตสาหกรรมระบุว่า รูรั่วขนาด 1 มม.² จะทำให้สูญเสียอากาศอัดประมาณ 15,000 ลูกบาศก์เมตรต่อปี ทำให้เครื่องอัดอากาศต้องทำงานบ่อยครั้งเพื่อชดเชยการสูญเสียแรงดัน

การกัดกร่อนทะลุของท่อ: ท่อที่ใช้งานเป็นเวลานานมีแนวโน้มเกิดการกัดกร่อนทะลุเนื่องจากการกัดเซาะของสื่อและกระแสก๊าซพัดกร่อน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความกัดกร่อนสูง เช่น กระบวนการทางเคมีและอุตสาหกรรมโลหะวิทยา

(5) ผลกระทบจากการสึกหรอของชิ้นส่วนเครื่องกล

ชิ้นส่วนสำคัญ เช่น ก้านวาล์วไอดี และกลไกไมโครสวิตช์ควบคุมแรงดัน เกิดช่องว่างเพิ่มขึ้น พื้นผิวสึกหรอ และการรั่วของซีลหลังจากการทำงานความถี่สูงเป็นระยะเวลานาน ส่งผลให้การตอบสนองในการโหลด/ปลดโหลดล่าช้า การทำงานไม่สมบูรณ์ หรือแม้แต่การติดขัดของวาล์ว

III. การวินิจฉัยข้อผิดพลาดและแนวทางแก้ไขอย่างแม่นยำ

(1) การบำรุงรักษาระบบตรวจจับอย่างแม่นยำ

การปรับเทียบเป็นประจำ: ใช้เครื่องสอบเทียบแรงดันที่มีความแม่นยำสูงในการปรับเทียบศูนย์และความยาวช่วงของสวิตช์แรงดันและเซนเซอร์ทุกไตรมาส เพื่อให้ค่าคลาดเคลื่อนในการวัดอยู่ในช่วง ±1% เพื่อรับประกันความถูกต้องของการรับสัญญาณ

การอัปเกรดการป้องกัน: ติดตั้งฝาครอบกันฝุ่นและกันความชื้นบนองค์ประกอบตรวจจับสัญญาณ และทำความสะอาดพื้นผิวตรวจจับเป็นประจำ ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ควรเคลือบผิวชิ้นส่วนด้วยสารป้องกันการกัดกร่อนเพื่อยืดอายุการใช้งาน

(II) การฟื้นฟูวาล์วไอดีและการกู้คืนสมรรถนะ

การตรวจสอบโดยถอดชิ้นส่วน: ถอดชุดวาล์วไอดีออก กำจัดคราบคาร์บอน คราบน้ำมัน และสิ่งสกปรกอย่างละเอียดโดยใช้น้ำยาทำความสะอาดเฉพาะทาง ตรวจสอบพื้นผิวผนึกของที่นั่งวาล์ว และการสึกหรอของสปูล เจียรหรือซ่อมแซมบริเวณที่สึกหรอเล็กน้อย; แทนที่ชิ้นส่วนหากมีการสึกหรอรุนแรง

การตรวจสอบยืนยันสมรรถนะ: หลังจากประกอบใหม่ ทดสอบสมรรถนะการปิดผนึกของวาล์วบนเครื่องทดสอบรั่วแบบลมอัด จำลองเงื่อนไขการทำงานจริงโดยใช้อุปกรณ์จำลองแบบไดนามิก เพื่อยืนยันว่าเวลาตอบสนองและการปิดผนึกของวาล์วตรงตามข้อกำหนด

(III) การวินิจฉัยเชิงลึกและการปรับแต่งระบบควบคุม

การตรวจสอบฮาร์ดแวร์: ใช้เครื่องมือวิชาชีพ เช่น มัลติมิเตอร์ และออสซิลโลสโคป เพื่อตรวจสอบสัญญาณขาเข้า/ขาออกของ PLC และค่าพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้า/กระแสไฟฟ้าของแผงวงจร ระบุส่วนประกอบที่หลวมหรือเสียหายเพื่อเปลี่ยนทันที โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้วงจรฮาร์ดแวร์ทำงานอย่างมั่นคง

การปรับปรุงโปรแกรม: ตรวจสอบตรรกะของโปรแกรมควบคุมใหม่อีกครั้ง การทดสอบจำลองเพื่อยืนยันความสมเหตุสมผลของอัลกอริธึมการควบคุมการโหลด/ปลดโหลด แก้ไขข้อผิดพลาดในการตั้งค่าพารามิเตอร์ และอัปเดตโปรแกรมเป็นเวอร์ชันที่เสถียรล่าสุด

(IV) การแก้ไขการรั่วไหลของท่อส่งแบบแม่นยำ

การตรวจจับการรั่วไหลแบบแม่นยำ: เครื่องตรวจจับการรั่วไหลด้วยคลื่นอัลตราโซนิกส์สแกนเครือข่ายท่อทั้งหมดด้วยความแม่นยำระดับมิลลิเมตร เพื่อระบุตำแหน่งการรั่วไหล พื้นที่ที่สงสัยว่ารั่วจะถูกทำเครื่องหมายด้วยของเหลวตรวจจับการรั่ว และยืนยันซ้ำโดยสังเกตการเกิดฟอง

การซ่อมแซมแบบขั้นบันได: ปิดรอยรั่วเล็กๆ ด้วยสารอุดพิเศษที่แห้งเร็ว; ท่อที่เสียหายอย่างรุนแรงจะถูกเปลี่ยนใหม่ทั้งหมด ข้อต่อเกลียวเคลือบด้วยกาวกันคลายตัว; ข้อต่อแปลนติดตั้งด้วยแหวนรองที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและต้านทานการเสื่อมสภาพ เพื่อยกระดับประสิทธิภาพการปิดผนึก

(5) การบำรุงรักษาและการเปลี่ยนชิ้นส่วนกลไก

การประเมินความสึกหรอ: วัดชิ้นส่วนสำคัญ เช่น ก้านวาล์วและปลั๊ก โดยใช้เครื่องมือวัดความแม่นยำ เช่น ไมโครมิเตอร์และเวอร์เนียคาลิเปอร์ เปลี่ยนชิ้นส่วนที่มีความสึกหรอเกินขีดจำกัดทันที เพื่อให้มั่นใจว่าช่องว่างตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิค

การปรับปรุงการหล่อลื่น: ใช้น้ำมันหล่อลื่นที่ทนต่ออุณหภูมิสูง ซึ่งเหมาะสมกับสภาพการใช้งาน เพื่อหล่อลื่นชิ้นส่วนกลไกที่เคลื่อนไหวอย่างสม่ำเสมอ ลดแรงต้านจากการเสียดสี ทำให้ชิ้นส่วนทำงานได้อย่างราบรื่นและคล่องตัว